ライソゾーム栄養感知機構を標的としたNASH肝がん抑止を目指した創薬研究

• 研究課題/領域番号: 23K27589
• 補助金の研究課題番号: 23H02898 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 田中 靖人 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (90336694)
• 研究分担者: 馬場 理也 熊本大学, 病院, 助教 (10347304) ; 佐藤 悠介 北海道大学, 薬学研究院, 助教 (10735624) ; 田中 義正 長崎大学, 先端創薬イノベーションセンター, 教授 (90280700)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2025年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2024年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2023年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 非アルコール性脂肪性肝炎（NASH） / オートファジー / ライソゾーム

研究開始時の研究の概要

本研究では、新たにFLCNを標的としたin vivoゲノム編集DDS製剤を開発し、NASH及びNASH肝がんの発症・進展の新規病態機序の解明及び治療効果を検証する。FLCN-FNIP複合体の分子動力学シミュレーション、オリジナル化合物による独自の創薬システム、安全で高効率なドラッグデリバリーシステムを組合せるとともに、ライソゾーム栄養感知機構を標的とした新規治療薬の開発を進める。本研究は栄養感知メカニズムを軸にした包括的かつ独創性の高い研究であり、NASH患者の予後改善に繋がる新たな治療法の開発が期待できる。

研究実績の概要

コリン欠乏高脂肪食によるNASH肝癌モデルにおいて、FLCN-KO （マウス）により、NASHや肝発癌が抑制されることが証明された。NASH肝癌はmTOR pathwayと深い関わりがあることが示唆されており、FLCN抑制によるmTOR経路への影響を明らかにする。さらに、FLCN-FNIP1及びFLCN-FNIP2の蛋白質間相互作用機構を明らかにするため、分子動力学シミュレーション(MDシミュレーション)を行った結果、ヘリックス2とBの間にFLCN-FNIPの結合を阻害する分子が入り込む余地があると考えられた。MDシミュレーションで明らかにしたFLCN-FNIP1/2相互作用に重要な部位を標的としてインシリコスクリーニングを開始した。
本研究では、新たにFLCNを標的としたin vivoゲノム編集DDS製剤を開発し、NASH及びNASH肝がんの発症・進展の新規病態機序の解明及び治療効果を検証する。FLCN-FNIP複合体の分子動力学シミュレーション、オリジナル化合物による独自の創薬システム、安全で高効率なドラッグデリバリーシステムを組合せるとともに、ライソゾーム栄養感知機構を標的とした新規治療薬の開発を進める。本研究は栄養感知メカニズムを軸にした包括的かつ独創性の高い研究であり、NASH患者の予後改善に繋がる新たな治療法の開発が期待できる。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

１）FLCN-KO マウスの作成とコリン欠乏高脂肪食投与実験　　Alb-Cre(+)　FLCN F/FのマウスとFLCN F/Fのマウスを交配にかけて、Alb-Cre(+)/Alb-Cre(-)　FLCN F/Fの雄マウスを獲得した。Alb-Cre(+)　FLCN F/FとAlb-Cre(-)　FLCN F/Fのマウスを分けて、2種のGenotypeのマウスにそれぞれコリン欠乏高脂肪食(CDHFD)と普通食を投与する２グループに分け、合計４グループをキープした。約40週で剖検した結果、CDHFDを投与したマウスの中に、FLCN-WTの方は明らかに肝癌が多発し、NASHの存在も確認された。一方、FLCN-KOの方では、脂肪滴はあるが線維化はなく、肝癌もほとんど確認できなかった。
２）FLCN-KO マウスにおける遺伝子発現解析　　RNA seq解析の結果、NASH肝癌はmTOR pathwayと深い関わりがあることが示唆された。現在メカニズム解析中である。
３）FLCN-FNIP複合体の分子動力学シミュレーションとドラッグスクリーニング　　FLCN-FNIP1及びFLCN-FNIP2の蛋白質間相互作用機構を明らかにするため、分子動力学シミュレーション(MDシミュレーション)を行った結果、ヘリックス2とBの間にFLCN-FNIPの結合を阻害する分子が入り込む余地があると考えられた。

今後の研究の推進方策

1) NASH肝がんモデルマウスのさらなる解析を進め、病態の進行による変化をFlcn-KOマウスとコントロールマウス間で比較解析する。特に、2023年度に実施したRNAseqにより得られた、病態解明に重要な候補分子やオートファジー関連分子を、肝臓構成細胞（肝細胞、血管内皮細胞、線維芽細胞、星細胞、クッパ―細胞、各種免疫担当細胞等）のマーカー分子と共に解析する。
2) 肝細胞特異的Flcn-KOマウス及びNASH肝がんモデルマウス(hTLL1-TGマウス)における肝特異的Flcn KOの解析：① 組織学的解析（HE染色、脂肪含有量、特殊染色による線維化の定量、アポトーシス、細胞死の定量、前がん病変・腫瘍の定量）。② 免疫染色（LAMP1, LC-3, p62, TFE3, TFEB）によるオートファジー・ライソゾーム経路や炎症（免疫細胞浸潤）、線維化反応(星細胞、myofibroblast)、細胞増殖（ki67, リン酸化HistoneH3）を評価・解析する。
3) 上記モデルマウスの解析結果に基づいて、ヒト臨床検体のNASH肝及びNASH肝がんを評価する。
4) FLCN-FNIP複合体のインシリコドラッグスクリーニング：スーパーコンピューターTSUBAMEによるインシリコドラッグスクリーニングを検討する。特に、MDシミュレーションで明らかにしたFLCN-FNIP1/2相互作用に重要な部位を標的としてインシリコスクリーニングを行う。

研究成果

• [雑誌論文] Antiviral Therapy Utilization and 10-Year Outcomes in Resected Hepatitis B Virus? and Hepatitis C Virus?Related Hepatocellular Carcinoma (2024)
  • 著者名/発表者名: Huang Daniel Q.、Tanaka Yasuhito、Alsudaney Manaf、Yang Ju Dong、Yoshimaru Yoko、Suzuki Takanori、Liu Joanne K.、Landis Charles、Dai Chia-Yen、Huang Jee-Fu、Chuang Wan-Long、Schwartz Myron、Dan Yock Young、Esquivel Carlos、Bonham Andrew、Yu Ming-Lung、Nguyen Mindie H.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Oncology 巻: 42 号: 7 ページ: 790-799
  • DOI: 10.1200/jco.23.00757
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] HBV DNA and HBsAg Levels at 24 Weeks Off-Treatment Predict Clinical Relapse and HBsAg Loss in HBeAg-Negative Patients Who Discontinued Antiviral Therapy (2024)
  • 著者名/発表者名: Sonneveld Milan J.、Tanaka Yasuhito、Dalekos George N.、Erler Nicole S.、Brunetto Maurizia、Wedemeyer Heiner、Cornberg Markus、Yuen Man-Fung、Agarwal Kosh、Boonstra Andre、Buti Maria、Piratvisuth Teerha、Papatheodoridis George、Chen Chien-Hung、Maasoumy Benjamin
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: 166 号: 1 ページ: 168-177.e8
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2023.09.033
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Elevated 2-oxoglutarate antagonizes DNA damage responses in cholangiocarcinoma chemotherapy through regulating aspartate beta-hydroxylase (2024)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka Katsuya、Bai Xuewei、Liu Dan、Cao Kevin、Mulla Joud、Ji Chengcheng、Chen Hongze、Nisar Muhammad Azhar、Bay Amalia、Mueller William、Hildebrand Grace、Gao Jin-Song、Lu Shaolei、Setoyama Hiroko、Tanaka Yasuhito、Wands Jack R.、Huang Chiung-Kuei
  • 雑誌名: Cancer Letters 巻: 580 ページ: 216493-216493
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2023.216493
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Progress towards elimination of viral hepatitis: a Lancet Gastroenterology & Hepatology Commission update (2024)
  • 著者名/発表者名: Cooke Graham S、Tanaka Yashuito、Muljono David H、Lesi Olufunmilayo、Desalegn Hailemichael、Hamid Saeed、de Araujo Alexandre、Cheinquer Hugo、Onyekwere Charles A、Malyuta Ruslan、Ivanchuk Iryna、Thomas David L、Pimenov Nikolay、Chulanov Vladimir、Dirac Mae Ashworth、Han Hannah、Ward John W
  • 雑誌名: The Lancet Gastroenterology & Hepatology 巻: 9 号: 4 ページ: 346-365
  • DOI: 10.1016/s2468-1253(23)00321-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Serum Angiopoietin-2 Levels Predict the Development of Hepatocellular Carcinoma following Hepatitis C Virus Eradication Using Direct-Acting Antiviral Agents (2024)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Takanori、Matsuura Kentaro、Nagura Yoshihito、Kawamura Hayato、Fujiwara Kei、Ogawa Shintaro、Nagaoka Katsuya、Iio Etsuko、Watanabe Takehisa、Kataoka Hiromi、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Oncology 巻: - 号: 7 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1159/000536154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term cell fate and functional maintenance of human hepatocyte through stepwise culture configuration (2023)
  • 著者名/発表者名: Sugahara Go、Ishida Yuji、Lee Jae Jin、Li Meng、Tanaka Yasuhito、Eoh Hyungjin、Higuchi Yusuke、Saito Takeshi
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 37 号: 2
  • DOI: 10.1096/fj.202201292rr
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Antiviral therapy substantially reduces HCC risk in patients with chronic hepatitis B infection in the indeterminate phase (2023)
  • 著者名/発表者名: Huang DQ, Tran A, Yeh ML, Yasuda S, Tsai PC, Huang CF, Dai CY, Ogawa E, Ishigami M, Ito T, Kozuka R, Enomoto M, Suzuki T, Yoshimaru Y, Preda CM, Marin RI, Sandra I, Tran S, Quek SXZ, Khine HHTW, Itokawa N, Atsukawa M, Uojima H, Watanabe T, Takahashi H, Inoue K, Maeda M, Hoang JK, Trinh L, Barnett S, et al
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 78 号: 5 ページ: 1558-1568
  • DOI: 10.1097/hep.0000000000000459
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Kinetics of HBcrAg and HBsAg using highly sensitive iTACT assays in chronic hepatitis B patients with HBsAg seroclearance (2023)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Takanori、Matsuura Kentaro、Watanabe Takehisa、Matsui Takeshi、Ogawa Shintaro、Kawamura Hayato、Kuno Kayoko、Fujiwara Kei、Nojiri Shunsuke、Kataoka Hiromi、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Journal of Medical Virology 巻: 95 号: 9 ページ: 29109-29109
  • DOI: 10.1002/jmv.29109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hepatitis B core-related antigen: a novel and promising surrogate biomarker to guide anti-HBV therapy. (2023)
  • 著者名/発表者名: Inoue T, Watanabe T, Tanaka Y.
  • 雑誌名: Clin Mol Hepatol 巻: - 号: 4 ページ: 851-868
  • DOI: 10.3350/cmh.2022.0434
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Randomized phase I/II study of vascular endothelial growth factor receptor peptide vaccines for patients with hepatocellular carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshimaru Yoko、Nagaoka Katsuya、Tanaka Kentaro、Narahara Satoshi、Inada Hiroki、Kurano Sotaro、Tokunaga Takayuki、Iio Etsuko、Watanabe Takehisa、Setoyama Hiroko、Tateyama Masakuni、Yoshida Koji、Tsunoda Takuya、Nakamura Yusuke、Tanaka Motohiko、Sasaki Yutaka、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: - 号: 5 ページ: 451-464
  • DOI: 10.1111/hepr.13995
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Serum CXCL10 levels at the start of the second course of atezolizumab plus bevacizumab therapy predict therapeutic efficacy in patients with advanced BCLC stage C hepatocellular carcinoma: A multicenter analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Takanori、Kimura Yoshihide、Kusakabe Atsunori、Narahara Satoshi、Tokunaga Takayuki、Nagaoka Katsuya、Kuroyanagi Keita、Kawamura Hayato、Kuno Kayoko、Fujiwara Kei、Nojiri Shunsuke、Kataoka Hiromi、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: 13 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1002/cam4.6876
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Serum inducible protein 10?kDa/C‐X‐C motif chemokine?10 levels predict regression of M2BPGi‐based liver fibrosis after hepatitis?C virus eradication by direct‐acting antiviral agents (2023)
  • 著者名/発表者名: Nagura Yoshihito、Suzuki Takanori、Matsuura Kentaro、Ogawa Shintaro、Kawamura Hayato、Kuno Kayoko、Fujiwara Kei、Nojiri Shunsuke、Nagaoka Katsuya、Iio Etsuko、Watanabe Takehisa、Kataoka Hiromi、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 54 号: 1 ページ: 32-42
  • DOI: 10.1111/hepr.13962
  • 査読あり
• [学会発表] irAE発現に関連する遺伝要因の同定を目指した多施設共同研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 宮本 英明、近藤 泰輝、田中 靖人
  • 学会等名: 第109回日本消化器病学会
• [学会発表] ミトコンドリア機能不全がもたらすNAFLD肝組織におけるアンフィレグリン発現増加 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長岡 克弥、渡邊 丈久、田中 靖人
  • 学会等名: 第109回日本消化器病学会
• [学会発表] 長期生存を目指した容量調整に着目した切除不能肝細胞癌に対するアテゾリズマブ・ベバシズマブ治療戦略 (2023)
  • 著者名/発表者名: 徳永 尭之、田中 健太郎、楢原 哲史、稲田 浩気、飯尾 悦子、吉丸 洋子、長岡 克弥、渡邊 丈久、瀬戸山 博子、立山 雅邦、田中 靖人
  • 学会等名: 第109回日本消化器病学会
• [学会発表] 切除不能肝細胞癌患者に対する一次薬物治療と局所治療の予後へのインパクト (2023)
  • 著者名/発表者名: 徳永尭之、立山雅邦、田中靖人
  • 学会等名: 第121回日本消化器病学会九州支部例会
• [学会発表] PNPLA3 非リスク群での PGE2 受容体 EP4 塩基多型の NAFLD 予測における有用性の検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 渡邊丈久、鬼木健太郎、猿渡淳二、立山 雅邦、田中靖人
  • 学会等名: 第121回日本消化器病学会九州支部例会
• [学会発表] C 型慢性肝疾患 SVR 後肝発癌におけるαフェトプロテインの分子生物学的役割 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長岡克弥、立山雅邦、楢原哲史、渡邊丈久、田中靖人
  • 学会等名: 第121回日本消化器病学会九州支部例会
• [学会発表] 後期高齢者における切除不能進行肝細胞癌に対する全身化学療法の薬剤選択 (2023)
  • 著者名/発表者名: 楢原哲史、徳永尭之、田中靖人
  • 学会等名: 第59回日本肝臓学会
• [学会発表] 転写因子・エピゲノム統合解析を用いた肝細胞癌ミトコンドリア機能不全の診断マーカーの同定 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長岡克弥、渡邊丈久、田中靖人
  • 学会等名: 第59回日本肝臓学会
• [学会発表] 切除不能肝細胞癌に対するアテゾリズマブ・ベバシズマブ治療の容量調整の予後へのインパクト (2023)
  • 著者名/発表者名: 徳永尭之、立山雅邦、田中靖人
  • 学会等名: 第59回日本肝臓学会
• [学会発表] HCV排除後肝発癌に寄与するミトコンドリア関連遺伝子群の同定 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長岡 克弥, 大西 雅也, 田中 靖人
  • 学会等名: 第27回日本肝臓学会
• [学会発表] アテゾリズマブ+ベバシズマブ併用療法継続におけるCONUTスコアの重要性 (2023)
  • 著者名/発表者名: 楢原 哲史, 徳永 尭之, 田中 靖人
  • 学会等名: 第27回日本肝臓学会
• [学会発表] アテゾリズマブ＋ベバシズマブ併用療法増悪時の腫瘍増悪パターンと後治療が切除不能肝細胞癌患者の予後に与えるインパクト (2023)
  • 著者名/発表者名: 徳永 尭之、瀬戸山 博子、田中 靖人
  • 学会等名: 第45回日本肝臓学会西部会
• [学会発表] MAFLDは認知症リスクと関連する：A地域在住高齢者コホート研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長岡 克弥、長岡 舞子、田中 靖人
  • 学会等名: 第45回日本肝臓学会西部会